实验二探究弹力和弹簧伸长的关系题

1实验二探究弹力和弹簧伸长的关系命题人：孙运平审核人：隋超编号:12姓名完成时间【学习目标】探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习其中的科学方法。【自主学习】一、实验原理弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出（可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力）；弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。二、实验步骤1．将铁架台放于桌面上，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否垂直。2．记下弹簧的原长（自然长度）l03．在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止后，记下弹簧的的现长l及弹力F，算出伸长量x=l-l0，并改变钩码个数，多次测量。数据记录表如下：数据记录：（弹簧原长l0=cm）1234567F/Nl/cmx/cm4．根据测量数据画出F-x图像。（以F为纵轴，以x为横轴）5．探索结论：。【典型例题】【例1】几个同学合作如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”，弹簧的上端与标尺的零刻度对齐，他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g=9.8m/s2）⑴根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线。⑵作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是；这种规格弹簧的劲度系数k=N/m（保留三位有效数字）。钩码质量m/g0306090120150标尺刻度x/10-2m6.007.158.349.4810.6411.79【例2】下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据。（1）请你在图中的坐标纸上作出F-x图线。（2）写出曲线所代表的函数式。（3）解释函数表达式中常量的物理意义。（4）若弹簧的原长为40cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式。【课堂检测】1、（09·广东理科基础·17）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比2.（08年北京卷）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2。①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是和．弹力F/N0.51.01.52.02.5伸长x/cm2.305.086.899.8012.402测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1．703．405．108．6010．312．1②实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：112313326.90cm,6.90cm,7.00cmndLLdLLdLL。请你给出第四个差值：dA=＝cm。④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量L。L用d1、d2、d3、d4表示的式子为：L＝，代入数据解得L＝cm。⑤计算弹簧的劲度系数k＝N/m。（g取9．8m/s2）【针对训练】1、.某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验.他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的2、以下是某同学所进行的“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤:①将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹簧下挂一个钩码,记下钩码的质量m1,此时弹簧平衡时,弹力大小为F1=m1g,并用刻度尺测量出此时弹簧的长度L1,并记录到表格中.②再增加钩码,重复上述的操作,逐渐增加钩码的重力,得到多组数据.③以力F为纵坐标,以弹簧的长度Lx为横坐标,根据所测的数据在坐标纸上描点.④按坐标纸上所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线（包括直线）.⑤根据图线的特点,分析弹簧的弹力F与弹簧长度Lx的关系,并得出实验结论.以上步骤有3处不合理,请将不合理的地方找出来并进行修正.3、用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长,十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:（1）测得结果表明线材受拉力作用后,其伸长与材料的长度成,与材料的截面积成.（2）上述金属细杆承受的最大拉力为N.4、探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,选用的螺旋弹簧如图甲所示.（1）将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺,刻度尺的零刻线跟O点对齐,在弹簧的下端A处做一标记（如固定一个指针）.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码（每个钩码的质量都是50g）,指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化,几次实验测得相应的F、x各点已描绘在图乙中.由图象得出弹簧的劲度系数kA=N/m.（结果取两位有效数字）;此弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的关系是.（2）如果将指针固定在A点的下方P处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是（）A.大于kAB.等于kAC.小于kAD.无法确定（3）如果将指针固定在A点的上方Q处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是（）A.大于kAB.等于kAC.小于kAD.无法确定